Постройте изображение предмета в плоском зеркале. Изображение оказывается перевёрнутым справа налево по отношению к предмету. Почему же зеркало не «переворачивает» изображение сверху вниз?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Построение. Из каждой точки предмета опускаем перпендикуляр на зеркало и откладываем за зеркалом такое же расстояние. Получается мнимое изображение, симметричное предмету относительно плоскости зеркала. Стрелка, торчащая вверх, так и остаётся торчащей вверх; голова остаётся наверху, ноги внизу.
Почему тогда перчатка «меняется с правой на левую»? Потому что зеркало меняет перед и зад. Лицо смотрело на зеркало (ось \(z\)), изображение смотрит из зеркала на нас: координата \(z\) сменила знак. Оси \(x\) (лево–право) и \(y\) (верх–низ) не тронуты.
Мы же привыкли сравнивать себя с человеком, которого развернули вокруг вертикали, чтобы он встал лицом к нам. После такого поворота его правая рука оказывается напротив нашей левой. Зеркало этого поворота не делало — поэтому и возникает ощущение «перестановки рук» при нетронутом верхе и низе.
Если лечь на бок перед зеркалом, «верх» и «низ» как раз поменяются ролями — и тогда покажется, что зеркало переворачивает сверху вниз. Дело не в зеркале, а в том, какую ось мы сами выбираем для сравнения.